H.Ə. Məmmədov, Q.Ə. Rüstəmov R. Q. Rüstəmov
Download 6,8 Mb. Pdf ko'rish
|
43.5000 54.5000 51.5000 Мисал 9.10. Тутаг ки, интегралалты функсийа
1 x ln xe ) x ( y x
шяклиндядир. 0,1 аддымы иля 8 1 dx ) x ( y мцяййян интегралыны щесабламаг лазымдыр. Щялли:
MatLAB мцщитиндя Симпсон цсулу ашаьыдакы бир нечя функсийаларла реаллашдырылмышдыр: ) b , a , ' fun
(' quad
) tol , b , a , ' fun
(' quad
) trace , tol , b , a , ' fun ('
Бу функсийаларда ашаьыдакы ишаряляр гябул едилмишдир:
' fun ' тяк дырнаглар арасында йазылмыш интегралалты функсийа;
b , a интеграллама сярщядляри;
tol истифадячи тяряфиндян верилян нисби хята, сусмайа эюря 3 e . 1 tol
; 224
trace
сыфырдан фяргли ядяддир, бу ядяд верилдикдя систем щесаблама просесинин эедишатыны эюстярир. Садаланан функсийалара бахаг вя мисаллар эюстяряк. ) b , a , ' fun
(' quad функсийасы 3 10
-дян бюйцк олмайан дягигликля b а dx ) x ( f мцяййян интегралыны щесаблайыр. Интегралалты ) x ( f функсийасы MatLAB системиндя функсийаларын йазылышы гайдаларыны эюзлямякля аналитик шякилдя тясвир олунур. Мисал 9.11. Тутаг ки, интегралалты функсийа
5 x sin
x e ) x ( f 2 x шяклиндядир. 5
dx ) x ( f интегралыны щесабламаг лазымдыр. Щялли: >> y='exp(x)+x.^2+2*sin(x)-5'; >> inteqral=quad (y,1,5) Enter клавишини басдыгдан сонра ашаьыдакы ъавабы алырыг: inteqral = 167.5415 Функсийа бир сятирдя дя тясвир едиля биляр:
Enter клавишини басдыгдан сонра ейни ъавабы аларыг.
)
, b , a , ' fun ('
функсийасында tol
параметри арзу олунан хятадыр вя n e 1 шяклиндя тясвир олунур. Сусмайа эюря 3 e . 1 tol
. Мисал 9.12. Тутаг ки, интегралалты функсийа
5 x sin
x e ) x ( f 2 x шяклиндядир. 5
dx ) x ( f интегралыны 7 10 -дян йцксяк олмайан дягигликля щесаб- ламаг лазымдыр. Щялли:
Enter клавишини басдыгдан сонра ашаьыдакы ъавабы алырыг: ans = 167.5415 225
) trace , tol
, b , a , ' fun ('
функсийасындан истифадя етмякля щесаблама просесинин эедишатыны эюрмяк олар. Мисал 9.13. Тутаг ки, интегралалты функсийа
5 x sin
x e ) x ( f 2 x шяклиндядир. 5
dx ) x ( f интегралыны 4 10 -дян йцксяк олмайан дягигликля щесаб- ламаг вя щесаблама просесинин эедишатына бахмаг лазымдыр. Щялли:
Enter клавишини басдыгдан сонра ашаьыдакылары алырыг: 9 1.0000000000 1.08632000e+000 4.6656537473 11 1.0000000000 5.43160000e-001 1.1622085119 13 1.5431600000 5.43160000e-001 3.5034427411 15 2.0863200000 1.82736000e+000 50.2932898724 17 2.0863200000 9.13680000e-001 14.4288633682 19 2.0863200000 4.56840000e-001 5.5025466418 21 2.5431600000 4.56840000e-001 8.9263135654 23 3.0000000000 9.13680000e-001 35.8637210072 25 3.0000000000 4.56840000e-001 14.0377607484 27 3.4568400000 4.56840000e-001 21.8259514564 29 3.9136800000 1.08632000e+000 112.5833495495 31 3.9136800000 5.43160000e-001 42.0161253700 33 4.4568400000 5.43160000e-001 70.5671433686 35 4.4568400000 2.71580000e-001 30.7364454709 37 4.7284200000 2.71580000e-001 39.8306970791 ans = 167.5415 9.3. M- fayıldan istifadə etməklə ikiqat inleqralların hesablanması Hesablamaları ədədi qsullarla yerinə yetirdikdə adətən rekurent ifadələrdən istifadə olunur. Hesablama prosesində hər iterasiyada bu ifadəyə yüz dəfələrlə müraciət olunur. Bu səbəbdən, hesablamaları sürətləndirmək məqsədi ilə əsas ifadəni (məsələn, inteqralaltı ifadə) M-fayla , əməliyyat funksiyasını isə Matlabın əmirlər pəncərəsinə yazırlar. M-faylın redaktor pəncərəsini çağırmaq üçün aşağıdakı əməliyyatları yerinə yetirmək lazımdır:
226
File/New/M-File “düyməsinə” klik etmək. Aşağıda göstərilən pəncərə aşılacaqdır. Lazımi əmirləri daxil etdikdən sonra Save düyməsinə klik etmək. Başqa pəncərə açılır.Burada Coxранить (Save) düyməsinə klik etməli. Aşağıdakı müəyyən inteqralı hesablayaq. 1 1 . ) sin( dx x e I x
Aşağıda ikiqat inteqralın hesablanma texnologiyası göstərilmişdir: . ))
) sin(
( 1 0 dxdy y e y e I x x
227
9.3.1. Parametrdən asılı olan inteqralların hesablanması Bu tip inteqral aşağıdakı kimi verilir:
a dx p x f p I . ) , ( ) (
Burada p hər hansı bir fiziki məna kəsb edən parametrdir. Məsələn, zaman t. Parametrin hər bir qiymətində inteqral yenidən hesablanır. Əgər p bir qiymət deyil, verilmiş intervalda qiymətlər alarsa, onda uyğun qrafik:
228
hesablamağa imkan verir. Misal 9.14. İki paramtrdən asılı olan inteqralı p 1 =22.5, p 2 =-5.9
qiymətlərində hesablayaq: . )) sin( ( 2 2 1 1 1 dx x p x p I
Həll:
Misal 9.15. Avtomatik tənzimləmədə keçid h(t) xarakteristikasını həqiqi tezlik
) ω ( )) ω ( Re( R j W funksiyası əsasında qurmaq üçün aşağıdakı parametrik inteqraldan istifadə olunur: . ω ω ) ω sin( ) ω ( 2 ) ( 0
t R t h
Burada t parametr, ω [0, ∞ ) intervalından qiymətlər alan inteqrallama dəyişənidir. Keçid xarakteristikasını qurmaq üçün t –yə [0, t T ] intervalında qiymətlər vermək lazımdır. t T - keçid xarakteristikasının qərarlaşma vaxtıdır. Fərz edək,ki qapalı tənzimləmə sisteminin həqiqi tezlik xarakteristikası: . ) ( ) 2 5 . 0 ( ) 2 5 . 0 ( 5 . 0 ) ( 2 3 2 2 2 R
229
Aşağıda müvafiq Matlab proqramı göstərilmişdir.trapz əmrindən istifadə olunmuşdur.
Şəkil 9.5 9.3.2. Yuxarı həddi dəyişən olan inteqrallar Bu tip inteqrallar aşağıdakı şəkildə verilir: 230
y dx x f y I 0 . ) ( ) ( İnteqralın qiyməti yuxarı sərhəd qiymətindən asılı oiduğundan onu y-in hər-bir qiyməti üçün hesablayıb cıdvəlləşdirmək və ya İ(y) qrafikini qurmaq olar.
Məsələn, y x dx x x e y I 0 . ) cos(
) (sin(
) (
Belə inteqralı hesablamaq üşün iki M-fayl-funksiya yazmaq lazımdır: - inteqralaltı f(x) funksiyası üçün; - y-in hır-bir qiymətində inteqralın qiymətini tapan İy. Aşağıda fayl-funksiyaların listinqləri ğöstərilmişdir. Inteqralin yuxarı sırhədd qiymətindən asılılıq qrafikini qurmaq üçün fplot(’Iy’,[0,pi]) funksiyasından istifadə olunur. Aşağıda bu funksiyanın Matlabın əmirlər pəncərəsində realizasiyası ğöstərilmişdir.
Şəkil 9.6-da ] ,
[ y intervalıda müvafiq qrafik göstərilmişdir. 231
Şəkil 9.6 9.4. MatLAB mühütində мцяййян интегралларын аналитик (simvollu) щесабланмасы MatLAB мцщитиндя мцяййян интегралларын аналитик цсулла щялли ) (
функсийалары иля щяйата кечирилир. Бу функсийалар ашаьыдакы шякилдядир: )) x
y (
)
, a ), x ( y ( int
бурада:
) x ( y интегралалты функсийа;
b , a
интеграллама сярщядляридир. Бу функсийалар ашаьыдакылары щесаблайыр:
гейри-мцяййян интегралы;
символ дяйишянляри олан гейри-мцяййян интегралы;
сярщядляри символ дяйишянляри олан мцяййян интегралы;
ъябри функсийалардан мцяййян интегралы;
чохгат интеграллары;
гейри-мяхсуси интеграллары. Интегралларын щесабланмасы технолоэийасы кифайят гядяр садядир вя ашаьыдакылардан ибарятдир: 1. syms функсийасынын кюмяйи иля символ дяйишянляринин тяйин едилмяси. 2. Ад мянимсятмякля интегралалты ифадянин дахил едилмяси; ) x ( f y . 3. Яэяр гейри-мцяййян интеграл щесабланырса, ) y ( int функсийасынын, яэяр 232
интеграллама сярщядляри b ,
олан мцяййян интеграл щесабланырса, ) b , a , y (
функсийасынын дахил едилмяси. 4. Enter клавишини басмаг йолу иля щяллин алынмасы. Мисал 9.16. Тутаг ки,
dx x 1 x 2
интегралыны щесабламаг лазымдыр. Щялли: >> syms x; >> y=x/(1+x^2); >> int(y) ans = 1/2*log(1+x^2) Мисал 9.17. Тутаг ки,
dx bx a x 2
интегралыны щесабламаг лазымдыр. Бу о щалдыр ки, интегралалты функсийа символ дяйишянляри иля аналитик шякилдя верилмишдир. Щялл ашаьыдакы шякилдядир:
b a 2 dx x 1 x
интегралынын гиймятини щесабламаг лазымдыр. Бурада интеграллама сярщядляри символ дяйишянляри иля верилмишдир. Щялли:
233
1/2*log(1+b^2)-1/2*log(1+a^2 )
b a 2 dx dx с x
интегралыны щесабламаг лазымдыр. Бу о щалда интегралалты ифадя аналитик шякилдя верилмишдир, интеграллама сярщядляри ися
символ дяйишянляри шяклиндядир. Бу
интегралларын щесабланмасынын даща цмуми щалыдыр. Щялл ашаьыдакы шякилдядир:
1 2 dx x 1 x интегралы щесабламалы. Щялли:
>> syms x; >> y=x/(1+x^2); >> int(y, 1, 7) ans = log(5) Щялли ади формада алмаг цчцн ъаваб сятрини активляшдирмяк вя
клавишини басмаг кифайятдир. Ашаьыдакы ъаваб алынаъаг:
inteqrallamaqdır. Misal 9.22. Aşağıdakı inteqralı hesablayaq: . 1 2 dx x x I
int(.) əmrini n dəfə təkrar etsək sadə proqram qurmaq olar. 234
Həll:
Növbəti misal 3-qat inteqralın hesablanmasına aiddir: . 3 1 ) ( 6 0 0 0 2 2 a dxdydz z y x a a a
9.5.Inteqral çevirmələr İnteqral çevirmələr diferensial tənliklərin həllində, funksiyanın hədd qiymətinin tapılmasında, idarəetmə sistemlərinin dinamikasının və dayaməqləğının tədqiqində, siqnalların spektral analizində (Furye çevirməsi), kütləvi xidmət nəzərəyyəsində və müxtəlif mühəndis məsələlərində istifadə olunur.
9.5.1. Laplas çevirməsi Avtomatik tənzimləmə sistemlərinin tədqiqini və layihələndirilməsini asanlaşdırmaq məqsədi ilə element və qurğuların dinamika tənliklərini giriş, vəziyyət və çıxış dəyişənlərinin orginalları (zaman funksiyaları) vasitəsi ilə deyil, onların təsvirlərinin köməyi ilə ifadə edirlər. Belə yazılış xətti sistemlərin diferensial tənlikləri vasitəsilə yazılışını cəbri tənliklər ilə əvəz etməyə imkan verir. Təsvirlərin təyin olunmasının riyazi əsası kimi Laplas çevirməsindən istifadə olunur. Əgər original ) t ( x
onda bu funksiyanın Laplas təsviri X(s) aşağıdakı inteqral ilə təyin olunur:
235
0 st dt e ) t ( x ) s ( X ) t ( x L , (9.1) burada s=c+j - kompleks dəyişən kəmiyyət; c, =const; L – düz Laplas çevirməsinin simvoludur. c=Re s kəmiyyəti elə seçilməlidir ki, (əgər bu mümkündürsə) inteqralın yığılması təmin olunsun. Funksiyanın originalını onun təsviri əsasında tapmaq üçün isə tərs Laplas çevirməsindən istifadə edilir: j c j c st 1 ds e ) s ( X j 2 1 ) t ( x ) s ( X L , (9.2) burada L
-1 – tərs Laplas çevirməsinin simvoludur. Avtomatik tənzimləmədə sistemləri tezlik oblastında yazmaq üçün s=j və =
qəbul edirlər. Burada - tezlikdir. Belə əvəzləmənin mümkünlüyü və konstruktivliyi avtomatik tənzimləmə nəzəriyyəsində tezlik üsüllarının meydana çıxmasına səbəb oldu və tənzimləmə sistemlərinin (obyektlərinin) tezlik xarakteristikalarını, dayanıqlığını, keyfiyyətini və s. çox asanlıqla təyin etməyə imkan verdi. Yığılma oblastı c=0 nöqtəsini əhatə edirsə, qeyri-periodik funksiyalar üçün Laplas və Furye çevirmələri eynidir. Furye çevirməsini almaq üçün Laplas çevirməsində s=j
Sonrakı yazılışlarda təsvirləri uyğun originalların böyük hərfləri ilə işarə edəcəyik. Məsələn, g(t), u(t), f(t), y(t) – originallar, G(s), U(s), F(s), Y(s) isə uyğun təsvirlərdir.
Download 6,8 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling